NL1038478C2

NL1038478C2 - Mortel, werkwijze voor het vervaardigen van een mortel en werkwijze voor het vervaardigen van vuurvaste objecten.

Info

Publication number: NL1038478C2
Application number: NL1038478A
Authority: NL
Inventors: Albert Kieft
Original assignee: Albert Kieft
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2010-02-12
Publication date: 2011-08-15
Also published as: WO2011099860A1

Description

Mortel, werkwijze voor het vervaardigen van een mortel en werkwijze voor het vervaardigen van vuurvaste objecten

De uitvinding heeft betrekking op een waterige mortel op 5 basis van aluminiumcement. Mortels van dit type zijn bekend. Ze worden toegepast voor het vervaardigen van bijvoorbeeld vuurvaste tegels en voor het metselen van ovens, omdat mortels op aluminiumcement basis bij hogere temperaturen blijvend hun sterkte behouden. Met de mortel 10 volgens de uitvinding kunnen eveneens vuurvaste objecten worden gerealiseerd, maar deze kunnen worden gegoten in willekeurige, complexe vormen, waarbij het eindproduct hittebestendig is tot 1250 graden Celsius. Verder bezitten ze een fraai, glad oppervlak en ze kunnen desgewenst 15 machinaal worden nabewerkt. De mortel volgens de uitvinding heeft daartoe als kenmerk, dat hij tevens wollastoniet, poedervormig calciumsilicaat en kwartsmeel bevat en geschikt is voor het gieten van vuurvaste objecten.

20 Een gunstige realisatie van de inventieve mortel waarbij het eindproduct wordt gekenmerkt door een geringe krimp heeft als kenmerk, dat de mortel naaldvormig wollastoniet en poedervormig wollastoniet bevat. Daartoe bevat de mortel bij voorkeur 38,5-42,5% naaldvormig wollastoniet en 4-6% 25 poedervormig wollastoniet.

Een verdere gunstige realisatie heeft als kenmerk, dat de mortel tevens emulgatormiddelen en een ontschuimer bevat. Meer in het bijzonder worden bij voorkeur een eerste 30 emulgator en een tweede emulgator toegepast, beiden op basis van op zich bekende gemodificeerde polyacrylaten opgelost in water. Daarbij kan men de tweede emulgator een hoge zuurgraad geven, zodat hij tevens als vertrager functioneert. De verwerkingstijd van de mortel kan dan 35 eenvoudig worden gekozen door een geschikt emulgatormengsel te kiezen waarbij de totale hoeveelheid ongeveer 1% van het 1 0 3 8 4 7 8 2 gewicht van het aluminium cement dient te bedragen.

Een verdere gunstige realisatie heeft als kenmerk, dat de mortel tevens lithiumcarbonaat bevat, die een uitharding 5 bij relatief lage temperaturen kan bewerkstelligen, wat de sterkte van het eindproduct bevordert.

Een verdere gunstige realisatie heeft als kenmerk dat de mortel tevens een verdikkingsmiddel bevat. Bij voorkeur 10 bevat de mortel 0,3-0,7 % fumed silica als verdikkingsmiddel, waardoor meer in het bijzonder de thermo-shock eigenschappen van het eindproduct sterk verbeteren en het eindproduct bij hoge temperaturen beter zijn vorm behoudt.

15 Een verdere gunstige uitvoeringsvorm waarbij de mechanische eigenschappen nog verder worden verbeterd heeft als kenmerk, dat aan de mortel tevens 0,5-1,5% glasvezel-deeltjes wordt toegevoegd, bijvoorbeeld in de vorm van losse vezels met een lengte van 1-3 centimeter.

20

Een verdere gunstige realisatie heeft als kenmerk, dat aan de mortel tevens 10-20% kunststof vulstof in poedervorm wordt toegevoegd. Als het eindproduct wordt verhit tot 200 graden Celsius, dan smelt de kunststof en hecht zich aan de 25 omringende vaste stof. Hierdoor wordt het eindproduct sterker en zeer corrosiebestendig en het behoudt in belangrijke mate zijn vuurvaste eigenschappen. Als kunststof kan bijvoorbeeld een mengsel van polyester en epoxy in poedervorm worden gebruikt, zoals dit in de 30 poeder-coating industrie wordt benut. Meer in het bijzonder kan het afval, afkomstig van de poeder-coating industrie worden benut als kunststof vulstof voor de mortel.

Een verdere gunstige realisatie heeft als kenmerk, dat aan 35 de mortel tevens 10-20% glaspoeder wordt toegevoegd. Als het eindproduct wordt verhit tot 900-1000 graden Celsius, 3 dan smelt het glas en hecht zich aan de omringende vaste stof. Hierdoor vormt het eindproduct een zeer goede isolator die bijzonder geschikt is voor het vervaardigen van isolerende delen van schakelaars en isolatoren en meer 5 in het bijzonder van hoogspanningsschakelaars en hoogspanningsisolatoren en doorvoeren. Doordat het materiaal in hoge mate vuurvast is zal het bruikbaar blijven ook als er incidenteel een flashover over het oppervlak plaatsvindt. Als glaspoeder kan bijvoorbeeld het 10 afval worden gebruikt dat vrijkomt bij de industriële verwerking van glas, met name bij slijpen, frezen en boren van glas.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor 15 het vervaardigen van een waterige mortel zoals omschreven in de voorgaande paragrafen, waarbij aluminiumcement, wollastoniet, calcium silicaat, kwartsmeel en fumed silica droog in poedervorm worden gemengd, waarbij vervolgens de emulgators en de ontschuimer worden toegevoegd en opnieuw 20 wordt gemengd, waarna onder voortdurend mengen water wordt toegevoegd tot een egale, gietbare massa is verkregen, waarna lithiumcarbonaat wordt toegevoegd en opnieuw wordt gemengd.

25 De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van vuurvaste objecten, waarbij de objecten in een gietproces in mallen worden vervaardigd onder toepassing van een mortel vervaardigd volgens de in de voorgaande paragraaf omschreven werkwijze. Bij voorkeur 30 worden daarbij de objecten na het verharden uit de mallen verwijderd en in een folie verpakt. Vervolgens worden de in folie verpakte objecten bij voorkeur gedurende 8 tot 12 uur bij een temperatuur van 60 tot 70 graden Celsius gehard, waarna het product gereed is.

Verdere gunstige realisatie van de inventieve werkwijze, 35 4 waarbij de objecten hun hittebestendige eigenschappen ten volle kunnen ontwikkelen heeft als kenmerk, dat vervolgens de objecten zonder folie gedurende 8 tot 12 uur bij een temperatuur van 90 tot 100 graden Celsius worden gedroogd.

5

Een gunstige alternatieve realisatie van de inventieve werkwijze, waarbij de objecten hun hittebestendige eigenschappen ten volle kunnen ontwikkelen en waarbij bovendien vrijwel al het chemisch gebonden water uit de 10 producten wordt verwijderd heeft als. kenmerk, dat vervolgens de objecten zonder folie in een keramische oven worden geplaatst, waarin men in een tijdsbestek van tenminste 20 uur de temperatuur laat oplopen tot tenminste 800 graden Celsius en bij voorkeur tot 900 graden Celsius, 15 waarna men de oven langzaam laat afkoelen.

Een verdere gunstige alternatieve realisatie van de inventieve werkwijze, waarbij glaspoeder aan de mortel is toegevoegd zodat de objecten kunnen worden gesinterd, 20 waardoor ze geschikt zijn als isolator voor hoogspannings-toepassingen, heeft als kenmerk, dat vervolgens de objecten zonder folie in een keramische oven worden geplaatst, waarin men in een tijdsbestek van tenminste 20 uur de temperatuur laat oplopen tot tenminste 900 graden Celsius 25 en bij voorkeur tot 1000 graden Celsius, waarna men de oven langzaam laat afkoelen.

De uitvinding zal nu verder worden toegelicht aan de hand van drie voorbeelden.

30

Als eerste voorbeeld worden verschillende typen tweedimensionaal gekromde hittebestendige tegels gegoten waarmee een oven aan de binnenzijde kan worden bekleed. Daarbij wordt 38,4 kg aluminium cement vermengd met 40,5 kg 35 naaldvormig wollastoniet, 5 kg poedervormig wollastoniet, 5 kg calciumsilicaat, 10 kg kwartsmeel en 0,5 kg fumed 5 silica. Het vermengen gebeurt met een planeet menger op matige snelheid. Bij het aluminium cement dient men er op te letten dat dit ten hoogste 31% calciumoxide bevat. Het calciumsilicaat wordt in de vorm van een fijn poeder 5 toegevoegd en kan zijn verkregen door vermaling van afval dat vrijkomt bij de productie en/of de verwerking van in het vakgebied bekende Monolite platen. Het fumed silica kan worden betrokken onder de handelsnaam Cab-O-Sil. Als de poeders voldoende zijn vermengd wordt een eerste emulgator, 10 een tweede emulgator en een ontschuimer toegevoegd, waarna kort wordt gemengd en waarna gedoseerd water wordt toegevoegd, tot een egale massa is verkregen. Hierna wordt 0,1 kg lithium carbonaat toegevoegd, waarna kort wordt gemengd. Het mengsel wordt dan in siliconen mallen gegoten, 15 die op een triltafel zijn opgesteld. Na het gieten worden de gietzijden afgedekt met een kunststof folie.

Als de gegoten producten zijn verhard dan kunnen ze uit de mallen worden gehaald, waarna ze in kunststof folie worden 20 gewikkeld om uitdrogen te voorkomen. Desgewenst kunnen ze op vormen worden gelegd die hun vorm ondersteunen. Ze kunnen nu in een geconditioneerde ruimte gedurende 12 uur worden doorgehard bij een temperatuur van 65 graden Celsius. Hierna worden de folies verwijderd en wordt 10 uur 25 gedroogd bij een temperatuur van 95 graden Celsius. Ten slotte krijgen de tegels in een oven een warmtebehandeling gedurende 20 uur, waarbij de temperatuur geleidelijk oploopt tot 900 graden Celsius. Na afkoeling is het product gereed. De tegels verdragen dan een temperatuur van 1250 30 graden Celsius, ze hebben een soortelijk gewicht van 1560 kg/m3 en een warmtegeleiding van 0,66 W/m.k. Hun hardheid is 60 shore D en de druksterkte is 19 N/mm2. Bij verhitting tot 750 graden Celsius bedraagt de uitzetting 5 mm per meter, wat inhoudt dat de tegels vrijwel voegloos kunnen 35 worden gezet.

6

Als tweede voorbeeld worden verschillende typen straat-meubilair gegoten, die fraai, sterk, corrosiebestendig en vandaalbestendig dienen te zijn. Hiervoor kan dezelfde mortel worden vervaardigd als in het eerste voorbeeld, 5 waarna 20% kunststof in de vorm van polyester en/of epoxy poeder en 1% losse glasvezels met een lengte van enkele centimeters door de mortel wordt gemengd. Het zo verkregen mengsel wordt dan in stalen mallen gegoten, die vooraf zijn voorzien van losmiddel en desgewenst van glasvezelmatten 10 als wapening en die op een triltafel zijn opgesteld. Na het gieten worden de gietzijden afgedekt met kunststof folie.

Als de gegoten producten zijn verhard dan kunnen ze uit de mallen worden gehaald, waarna ze in kunststof folie worden 15 gewikkeld om uitdrogen te voorkomen. Desgewenst kunnen ze op vormen worden gelegd die hun vorm ondersteunen. Ze kunnen nu in een geconditioneerde ruimte gedurende 12 uur worden doorgehard bij een temperatuur van 65 graden Celsius. Hierna worden de folies verwijderd en wordt 10 uur 20 gedroogd bij een temperatuur van 95 graden Celsius. Ten slotte krijgen de gegoten producten in een oven een warmtebehandeling gedurende 10 uur, waarbij de temperatuur oploopt tot 200 graden Celsius. Na afkoeling zijn de producten gereed. Desgewenst kunnen ze in een nabewerking 25 worden gezaagd, geboord of gefreesd. Ook is het mogelijk om bijvoorbeeld bevestigingsbeugels mee in te gieten en om kleurstoffen aan de mortel toe te voegen.

Als derde voorbeeld worden isolatielichamen van 30 hoogspanningsschakelaars gegoten, die een zeer hoge isolatiewaarde dienen te hebben en die een flashover dienen te kunnen overleven. Hiervoor kan dezelfde mortel worden vervaardigd als in het eerste voorbeelden, waarna 10-20% glaspoeder door de mortel wordt gemengd. Het zo verkregen 35 mengsel wordt dan in stalen mallen gegoten, die vooraf zijn voorzien van losmiddel en die op een triltafel zijn 7 opgesteld. Na het gieten worden de gietzijden afgedekt met kunststof folie.

Als de gegoten producten zijn verhard dan kunnen ze uit de 5 mallen worden gehaald, waarna ze in kunststof folie worden gewikkeld om uitdrogen te voorkomen. Desgewenst kunnen ze op vormen worden gelegd die hun vorm ondersteunen. Ze kunnen nu in een geconditioneerde ruimte gedurende 12 uur worden doorgehard bij een temperatuur van 65 graden 10 Celsius. Hierna worden de folies verwijderd en wordt 10 uur gedroogd bij een temperatuur van 95 graden Celsius. Ten slotte krijgen de gegoten producten in een oven een uithardings- en sinterbehandeling gedurende 20 uur, waarbij de temperatuur oploopt tot maximaal 1000 graden Celsius. Na 15 afkoeling zijn de producten gereed.

10 3 8 4 7 8

Claims

1. Een waterige mortel op basis van aluminiumcement, met het kenmerk, dat de mortel tevens naaldvormig wollastoniet, 5 poedervormig wollastoniet, poedervormig calciumsilicaat en kwartsmeel omvat en geschikt is voor het gieten van vuurvaste objecten.

2. Een waterige mortel volgens conclusie 1, met het 10 kenmerk, dat de mortel 38,5-42,5% naaldvormig wollastoniet en 4-6% poedervormig wollastoniet bevat.

3. Een waterige mortel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de mortel tevens emulgatormiddelen en een 15 ontschuimer bevat.

4. Een waterige mortel volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de emulgator een eerste emulgator en een tweede emulgator omvatten. 20

5. Een waterige mortel volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de mortel tevens lithiumcarbonaat bevat.

6. Een waterige mortel volgens conclusie 5, met het 25 kenmerk dat de mortel tevens een verdikkingsmiddel bevat.

7. Een waterige mortel volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de mortel 0,3-0,7 % fumed silica als verdikkingsmiddel bevat. 30

8. Een waterige mortel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat aan de mortel tevens 0,5-1,5% glasvezeldeeltjes wordt toegevoegd.

9. Een waterige mortel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat aan de mortel tevens 10- 10 3 8 4 7 8 20% kunststof in poedervorm wordt toegevoegd.

10. Een waterige mortel volgens een der conclusies 1 t/m 8, met het kenmerk, dat aan de mortel tevens 10-20% 5 glaspoeder wordt toegevoegd.

11. Werkwijze voor het vervaardigen van een waterige mortel zoals omschreven in conclusie 7 waarbij aluminiumcement, wollastoniet, calcium silicaat, kwartsmeel 10 en fumed silica droog in poedervorm worden gemengd, waarbij vervolgens de emulgators en de ontschuimer worden toegevoegd en opnieuw wordt gemengd, waarna onder voortdurend mengen water wordt toegevoegd tot een egale, gietbare massa is verkregen, waarna lithiumcarbonaat wordt 15 toegevoegd en opnieuw wordt gemengd.

12. Werkwijze voor het vervaardigen van vuurvaste objecten, met het kenmerk, dat de objecten in een gietproces in mallen worden vervaardigd onder toepassing 20 van een mortel zoals omschreven in een der conclusies 7 t/m 10.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat na het verharden de objecten uit de mallen worden 25 verwijderd en in een folie worden verpakt.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat vervolgens de in folie verpakte objecten gedurende 8 tot 12 uur bij een temperatuur van 60 tot 70 graden Celsius worden 30 gehard.

15. Werkwijze volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat vervolgens de objecten zonder folie gedurende 8 tot 12 uur bij een temperatuur van 90 tot 100 graden Celsius worden 35 gedroogd.

16. Werkwijze volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat vervolgens de objecten zonder folie in een keramische oven worden geplaatst, waarin men in een tijdsbestek van tenminste 20 uur de temperatuur laat oplopen tot tenminste 5 800 graden Celsius en bij voorkeur tot 900 graden Celsius, waarna men de oven langzaam laat afkoelen.

17. Werkwijze volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat vervolgens de objecten zonder folie in een keramische oven 10 worden geplaatst, waarin men in een tijdsbestek van tenminste 20 uur de temperatuur laat oplopen tot tenminste 900 graden Celsius en bij voorkeur tot 1000 graden Celsius, waarna men de oven langzaam laat afkoelen. TO 3 8 < 7 8